磁路制御式磁気浮上システムの開発

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回転型遮束板を備えた磁路制御ユニットを開発し,これを2台用いて水平方向にもアクティブ制御が可能な磁気浮上システムを構築した.(1)回転型遮束板を備えた磁路制御ユニットの製作を行った.単一のアクチュエータで,一対の遮束板を駆動する方式の磁路制御ユニットを開発した.具体的には,永久磁石の上方に左右の遮束板を連結するリンク及び駆動用アクチュエータを設け,遮束板が回転運動をして開閉する構造とした.なおアクチュエータとしては,ボイスコイルモータを使用した.また,浮上体の位置を検出するセンサとしては,渦電流型変位センサを用いた.(2)磁路制御ユニットの性能評価を行った.静特性としては,以下の項目について調べた.(1)遮束板の回転角度と浮上対象物に作用する吸引力との関係,(2)遮束板の厚さ・形状および垂直方向の位置と浮上対象物に作用する吸引力との関係.動特性については,指令値に対する遮束板変位のステップ応答及び周波数応答によって評価し,安定な磁気浮上を達成するのに必要な速応性を備えた制御系を実現した.(3)磁気浮上実験を行った.開発した磁路制御ユニット1台を用いて,球状の浮上対象物の垂直方向の並進運動を能動的にすることによって,安定な磁気浮上を実現した.さらに,開発した磁路制御ユニットを2個用いて,浮上対象物の水平方向の1自由度の運動も能動的に制御する磁気浮上システムを実現した.さらに,実験によって,水平方向の運動と垂直方向の運動との干渉が小さいことを確認した.